好的数据设计背后的科学原理人类视觉感知的错觉

用数据说话，是当今社会特别流行的一个词。 它反映了人类面对这个信息爆炸时代需要做出的不可避免的改变。

据预测，到2020年，整个数字世界的数据量将达到44ZB，即44万亿GB，是2013年数据量的10倍。

也许你不明白这个数字的含义。 例如，如果我们将这些数据依次存储在平板电脑中，则所需数量的平板电脑的堆叠高度是地球到月球距离的6.5倍！

毫无疑问，讲故事来帮助人们理解无意义的数字是未来的一项基本技能。 我们将生活在数字世界中，但讲故事仍然是我们了解我们所生活的世界的重要工具。

不幸的是，许多人害怕使用数字。 他们宁愿沉迷于罗嗦，只是偶尔使用统计数据来支持自己的观点。 但在当今数据开放的时代，即使是不喜欢数学的记者也能熟练运用大规模数据进行报道，这种能力你也得学会。

如果您决心在这个美丽的新世界开始冒险，让我们学习如何使用数据讲故事以及如何避免常见错误。

良好数据可视化设计背后的科学

人类视觉感知中的错觉

了解人类视觉感知的工作过程是创建有效且令人信服的数据可视化报告的首要前提。

与我们在高中学到的相反，视觉处理比数码摄像机的工作复杂得多。 我们的眼睛就像相机，我们的视神经就像电缆，我们的大脑就像处理器和硬盘驱动器。 司机。

开罗在他的著作《The》中深入研究了人类感知的机制，并解释了视错觉如何在我们看待世界的过程中发挥重要作用。

例如，当我们看眼前的屏幕时，我们认为我们看到了人类视觉180度范围内的所有物体，但实际上我们只能清楚地看到正前方2度视野范围内的物体我们。

但为什么我们不觉得眼前的一切都是一片模糊呢？

这得益于人眼快速移动的扫视效应。 通过扫视我们的眼睛，我们可以快速遍历整个场景并将收集到的信息聚合成合成图像。 这让我们更容易相信人眼就像一个180度的镜头，但这只是一种错觉。

我们认为我们看到的是左图所示的场景，但实际上我们的眼睛所做的更像右图所示：在整个场景的各个点快速拍摄快照。

那么这将如何影响我们更有效地传递信息的方式呢？ 事实上，注意到人眼在观看某个场景时是有优先顺序的，而不是随机投射视野中的各个位置，这对于我们有效捕捉观众注意力、有效传达信息非常有用。 人眼通常首先检测所观察场景的基本特征，并聚焦于那些特别引人注目的物体，例如移动的物体、颜色鲜艳的斑块、独特的形状等。

预先注意属性

这些基本特征也称为“前注意特性”：在我们真正意识到内容之前，我们的大脑就已经在处理内容了。 例如：当我们看上图（即木头通向的地方）时，我们的大脑首先检测到前景和背景之间的差异。 它可以快速发现画面中通道的起点和终点，以及周围树木的起点和终点等，与周围其他元素的对比越强，我们的大脑就越容易区分。

由于大脑的这一特性，我们在下面的前两张图中比最后一张图片更容易找到“熊”。

因为我们的大脑在区分事物时对颜色比形状更敏感，所以在设计数据可视化时最好刻意利用颜色和明暗的变化来吸引观众对某些关键信息的注意力。

为了节省时间，人脑经常将相似的物体组合在一起，并快速识别出不同的物体。 看看下面的图片。 我们无需任何思考就能快速找到图片中的不同元素。

毫无疑问，在做数据可视化设计时，把握“前注意力属性”可以成为设计师创作出更有效、更有说服力的可视化作品的最重要工具。

至此，我们对人类感知背后的科学原理有了初步的了解。 让我们更深入地了解一下用数据讲故事的实际流程和方法。

第 1 步：克制住立即选择图表的冲动

对于大多数人来说，创建图表的过程几乎是本能的。 选择需要显示的行和列，在Excel中选择图表选项，然后单击-即可完成。

但如果你不想简单地展示信息，而是想通过数据讲故事，那么你可能还需要采取一些步骤。

Good()一书建议抵制立即选择图表的冲动，并在选择图表之前问自己两个问题：

1. 要呈现的信息是数据驱动的还是概念性的？

2. 演示的目的是演示还是探索？

当你回答这两个问题的时候，你可以进一步把他的位置划分在下图的四个象限中，找到更好的方式来实现可视化。

如果结果落在左上象限，你最好用图表和插图来简化你的演示。 此类展示通常采用山脉、金字塔等具有一定隐喻性的图像，与文化习俗相关的层次图和符号也能达到类似的效果。

如果结果落在左下象限，则目的就变成通过概念呈现来开发一个探索主题。 这通常用于白板场景，您通常希望在不使用特定数据的情况下规划业务流程或构建系统。

相比之下，位于右下象限的第三种可视化需求比其他类型更复杂。 您可能需要处理多个海量数据集，并且可能需要与数据科学家合作设计交互式可视化方法来揭示相关的（静态）模式和（动态）趋势。

最后一类需求位于右上角象限，包括条形图、折线图、哈希图等通用可视化方法。

上述分析的目的是为了确认或提出可视化设计时需要注意的语境（或呈现环境），以帮助我们重点关注如何找到一种简洁的叙述方法，让观众充分理解我们想通过有效的设计来表达什么。 一个明确的观点。

对于上面提到的每种可视化类型，我们可能需要花费几个小时对其进行分析。 本文将重点介绍声明式可视化的相关类型，即上述四象限图的上半部分。

第二步：开始设计前充分探索相关上下文（语句环境）

另一个经常被忽视的步骤是花点时间研究可视化呈现的背景。

例如：观众是谁？ 您越了解您的受众、他们的需求和挑战，您就越容易找到引起共鸣的主题。

同样重要的是要问自己：您需要观众通过这次演示了解什么？ 做什么？ 需要他们做出某个决定吗？ 或者引发对某个话题的讨论？

另外，它是以什么方式显示的呢？ 通过现场演示（控制信息演示的更有效方式）？ 或者通过印刷文档（在这种情况下，完全由读者来控制阅读的速度和学习的深度）？

所有上述反馈对于回答我们的最后一个问题都很重要：如何使用数据来吸引受众。这将我们引向下一点

第 3 步：定义图表的焦点和您想要讲述的故事

无论是通过写作、可视化信息还是设计图表，有效沟通的关键是专注于你想要传达的总体信息。

在《With Data()》一文中，讨论了将需要表达的信息归结为“那又怎样”的陈述的必要性。 这实际上比听起来更难。 为了方便起见，你可以尝试在3分钟内将你想要表达的信息表达给不熟悉相关数据的朋友或同事。 然后，进一步尝试将其压缩为一句话。

《》的作者南希指出，这句话必须包含三个要素：

1、必须表达你独特的观点；

2、必须明确其重要性（为什么观众应该关心它）；

3、必须是一个完整的句子。

典型的“那又怎样”句子的示例如下：我们的软件使您可以用不到传统图形设计工具一半的时间来创建视觉内容。 它可以极大地节省DIY设计师的时间和资源。

第四步：使用记号笔、铅笔和纸来连接你的想法

在打开或其他桌面应用程序之前，尝试使用不同颜色的记号笔和纸张来连接您的想法。 首先，尝试匹配上述问题答案中的关键词（例如有关上下文、图标类型选择等问题）。 大家可以参考下图来总结一下。

例如：如果您要明确比较或对比，则比较图表可能更适合您。 如果您需要显示整体的一部分，您可能需要一个组合图。

可以帮助你确定更合适的视觉形式的一个技巧是尝试两种不同的方式（图表选择）来完成视觉设计，并比较哪一种更能有效地表达你需要表达的观点。

每个草图都可以产生更多的想法，当您发现自己正在完善相同的想法之一并开始考虑颜色和实际数字时，您就可以开始制作原型了。

以下是一些可以帮助您的免费在线应用程序：

第 5 步：组织和完善您的图表

现在您已经进入了视觉设计过程的最后也是最关键的一步。 在这里你可以应用有关“预注意属性”的知识来创建视觉层次结构，包括如何在页面上排列不同的元素，以引导读者按一定的顺序逐步感知它们。

在文字展示中，我们总能看到：大的、红色的标题以及下划线、加粗、反色（黑白）会很快抓住观众的注意力。在使用图表时，不同元素的颜色和大小的变化可以更有效地吸引观众的注意力。吸引注意力。

为了确保您的视觉设计具有良好的结构和视觉层次结构，请重点关注以下元素：

科尔建议在进行视觉细化时首先删除所有不必要和重复的元素。 你需要问自己：“我真的需要这些元素来传达信息吗？” 如果没有，请删除它们。 当您定义需要表达的关键信息时，就可以更轻松地决定什么是必要的，什么不是。